Un equipo de científicos del Trinity College de Dublín han logrado un avance sin precedentes en el camino por resolver un enigma que brindaría energía limpia y completamente renovable al mundo en la que el agua sería el único producto de desecho.

Un nuevo estudio publicado el viernes en Nature Communications describe un enfoque que permite a los investigadores comparar y contrastar diferentes catalizadores químicos para encontrar un compuesto que sea rentable y eficiente para crear electricidad renovable a través de un proceso común llamado electrólisis. Durante la electrólisis, el agua se descompone en sus partes respectivas, oxígeno e hidrógeno, para crear una fuente verde de energía en forma de H2.

La electrólisis en sí misma no es nueva, pero los catalizadores actuales utilizados para provocar esta reacción son opciones demasiado caras o más baratas que carecen de eficiencia, dijeron los autores en un comunicado.

Dr. Max García-Melchor, profesor asistente de química en Trinity y autor principal. Crédito: Trinity College

Si bien su enfoque no necesariamente identifica el catalizador perfecto, proporciona una herramienta útil para futuros investigadores para reducir drásticamente ese espacio de búsqueda , dijo en un comunicado Max García-Melchor, profesor asistente de química en Trinity y autor principal.

García- Melchor dijo en un comunicado:

Dada la necesidad cada vez más apremiante de encontrar soluciones de energía verde, no es sorprendente que los científicos hayan estado buscando durante algún tiempo un catalizador mágico que nos permita dividir el agua electroquímicamente de una manera rentable y confiable. Sin embargo, no es exagerado decir que antes de esa cacería era como buscar una aguja en un pajar. Todavía no hemos llegado a la meta, pero hemos reducido significativamente el tamaño del pajar y estamos convencidos de que la inteligencia artificial nos ayudará a lograrlo completamente”.

Los autores escriben que gran parte de este proceso de reducción se realizó al volver a examinar las creencias tradicionales sobre los catalizadores y los obstáculos que enfrentan. Tradicionalmente, los investigadores de catalizadores se han mantenido alejados de las moléculas que creían que requerían demasiada energía extra (denominada «sobrepotencial») para provocar el proceso de reacción.

Después de que el equipo comenzó a observar más de cerca ciertas moléculas ricas en oxígeno, notaron que otras investigaciones habían subestimado la reactividad de estos catalizadores. Tendrían suficiente energía para completar la reacción sin tensión adicional.

Izquierda: Profesor Max Garcia-Melchor y a la derecha: candidato a Ph.D. Michael Craig, esperan que su enfoque pueda ayudar a optimizar la creación y el almacenamiento de energía renovable. Crédito: Trinity College

Los autores escriben que redefinir estos principios de búsqueda para catalizadores podría ayudar a los futuros investigadores a encontrar y usar de manera más efectiva compuestos previamente subutilizados. Michael Craig, estudiante de PhD en Trinity College Dublin, dijo en un comunicado que espera que esto pueda ayudar a los investigadores en su búsqueda del catalizador de «bala verde» para finalmente optimizar estos procesos de energía verde.

Un objetivo principal de esta investigación de catalizadores son los electrolizadores de agua de grado comercial, tales como turbinas eólicas y paneles solares que generan electricidad que podría usarse para impulsar la electrólisis del agua para generar combustible H2. Los autores escriben que este H2 podría almacenarse y usarse como fuente de energía en las celdas de combustible para los momentos en que las turbinas y los paneles solares no están en uso, como los días nublados o con menos viento.

Ya se ha demostrado que la energía solar y eólica es más económica en muchos aspectos que los combustibles fósiles , pero cuando se trata de disminuir la dependencia de los combustibles fósiles, también será importante encontrar formas de hacer que los enfoques renovables sean convenientes.

García-Melchor escribe que espera que su investigación pueda ser parte de eso.

El estudio científico ha sido publicado en Nature Communications.

Fuente: Inverse / EurekAlert